Spettrofotometria

[Michele]

Ciao a tutti ragazzi.

Rieccomi qui a chiedere consiglio agli esperti.

Premetto la mia totale ignoranza in materia di chimica, se non per quanto concerne il mio ramo (ing Edile).

Ho effettuato delle prove spettrofotometriche UV-Vis-NIR di recente, su un particolare fluido a base di glicole e acqua, di cui aprii un topic... non so se vi ricordate, comunque non conta. In più il liquido è additivato di un colorante stilografico verde per ragioni che adesso non sto a spiegarvi poiché inutile.

In pratica sto cercando di creare un liquido che abbia una assorbanza in tutto il range dalle radiazione solare influente in termini di calore trasmissivo (che nel mio caso riguarda Dlambda = 360-2500nm.
Con questo liquido descrittovi, seppur abbia una notevole mole di assorbanza, rimane una porzione non indifferente di integrale nella zona tra i 700 e 1400 nm, ovvero il primo NIR (Near Infra Red per chiarirci).

Esiste qualche additivo che potrei usare, magari di uso comune ed atossico, che possa abbattare la trasmittanza in questo range?
Qualcuno mi ha parlato di grassi e aminoacidi. Voi cosa ne pensate?
Ne sapete niente?
Eventualmente anche una fonte da cui attingere, ma ricordate che non sono un esperto.

Un caloroso saluto a tutti e ringrazio anticipatamente coloro che mi risponderanno.



PS Vi allego una immagine dello spettro del liquido in termini però di trasmittanza (l'assorbanza è semplicemente l'inverso). Lo spettro di interesse è di color lilla scuro, ovvero il triplo vetro con fluido.

[Chimico]

posso chiederti l'applicazione di questo liquido? cmq cercherò nel mio libro qualche composto che assorbe in quel range anche se si tratta sicuramente di assorbimenti dovuti a vibrazioni della molecola...insomma sicuramente una molecola organica deve essere...e deve pure essere solubile in acqua e glicole etilenico...meglio se è grande perche significa che ha molti piu tipi di vibrazioni...e deve avere parecchi gruppi che assorbono....

se non ricordo male si usano dei cristalli di fosfato biacido di potassio per assorbire l'IR vicino...ma non ne sono sicuro!

[Michele]

posso chiederti l'applicazione di questo liquido? cmq cercherò nel mio libro qualche composto che assorbe in quel range anche se si tratta sicuramente di assorbimenti dovuti a vibrazioni della molecola...insomma sicuramente una molecola organica deve essere...e deve pure essere solubile in acqua e glicole etilenico...meglio se è grande perche significa che ha molti piu tipi di vibrazioni...e deve avere parecchi gruppi che assorbono....

se non ricordo male si usano dei cristalli di fosfato biacido di potassio per assorbire l'IR vicino...ma non ne sono sicuro!

Ciao chimico.
Sì, è vero! Da quel poco che so, l'assorbimento è dato dalla vibrazione delle molecole (o almeno così mi pareva di aver letto su un articolo). Mi sa che è un discorso di range di lunghezza d'onda. Dopo il VIS si studia il modo di vibrare delle molecole e di come queste si eccitino se attraversate da un certo raggio incidente che la irradia, per poter ottenere risultati in forma di assorbanza.
Anche vero il discorso del componente organico. Questo è quanto sapevo anche io finora e da quanto ho sentito. Ma quale? Bella domanda!

Il fluido mi servirebbe per poter abbattere la trasmittanza termica nelle vetrate di finestre. E' un'idea che esiste sin dagli anni 70, ma mai nessuno l'ha approfondita.

L'oggetto della mia tesi è proprio questo, ma ci sono tanti altri piccolo particolari sulla quale adesso non mi dilungo.

Carino l'avatar

Ciao e ancora grazie per la tua generosa disponibilità.

[Chimico]

grazie...sono io quello nell'avatar XD

comunque io avevo immaginato una cosa del genere per quanto riguarda l'uso e sapevo appunto che usavano lastre di cristalli di quel composto che ti ho citato per abbattere le radiazioni infrarosse!
Tuttavia ho visto che la trasmittanza è praticamente nulla anche per una buona parte del visibile...insomma queste finestre non è che illuminino al massimo! Soprattutto perchè la luce solare se non mi sbaglio presenta un'intensità massima nella zona del giallo-rosso ma non vorrei sbagliarmi su questo!
é certo che le stanze si presenterebbero bluastre!

Per quanto rguarda l'IR il motivo per cui si studia il modo di vibrare delle molecole è che la radiazione ha energia sufficente solo per farle vibrare e non per fare eccitare elettroni e cosi via..è una questione energetica! L'UV-vis invece provoca transizioni elettroniche...

cmq devi cercare un composto (non so ancora io quale) con queste caratteristiche:

coefficente di estinsione molare >10000 in un ampio intervallo dell'IR

credo proprio che con 1 solo composto non copri tutto l'IR ma devi usare piu composti....l'importante è che il coefficente di estinsione molare sia alto perche così con ''piccole'' concentrazioni di composto riesci a bloccare una grande quantità di radiazione!

[Michele]

Prima di tutto ti ringrazio per la risposta. Gentilissimo.
La trasmittanza infatti deve essere basse, perché il suo scopo sarebbe di abbatterla quasi del tutto!

Se vuoi maggiori dettagli il fattore di trasmissione luminosa è 16% ca, ed il fattore di trasmissione dell'energia solare è del 16%. Per ogni riferimento UNI EN 410.

Per quanto riguarda la radiazione solare faccio fede a convenzioni internazionali, cfr. ASTM E891.

Nel visibile va bene così com'è anche perché la funzione, tra l'altro, è di abbattere l'abbagliamento solare (quindi parliamo di dintensità di illuminante.

Quindi per adesso so ce dovrei trovare molecole con un coefficiente di estensione molare > 10000. Molto buona a sapersi... per me è un punto di partenza. Si trova abbastanza in rete di liquidi (magari pure solubili) che rispecchino tali requisiti?

Ti ringrazio veramente di cuore per il supporto.

[Chimico]

in realtà il valore del coefficente è dato un po ''a caso'' cioè se ha un coefficente di 8900 non è che non va bene ma serve piu compost per assorbire la stessa quantità di radiazione ce assorbirebbe uno a 10000 insomma...piu è alto il coefficente di estinsione molare e meno deve essere concentrata la soluzione...

[Michele]

Quindi una molecola con elevato coeff di estinzione richiede una maggior concentrazione.

Ti faccio una domanda al volo, senza pretese di link o robe da bibliografia, ma secondo te (lo chiedo a te perché ti ritengo sicuramente degno di esser definito esperto e non è adulazione) esiste un composto organico che possa avere queste proprietà che cerco? solubile con acqua e glicole, che non mostri sospensioni nel tempo e che sia più o meno durabile?

Grazie ancora di tutto chimico!

[Chimico]

no al contrario! Maggiore è il coefficente e minore è la concentrazione da usare!
Guarda la spettrofotometria IR si occupa dell'IR medio e non del vicino IR...quindi non so bene come si comportano le molecole organica nel vicino IR...
Ti consiglio dunque per quanto rigurarda il medio IR di usare un composto che presenta uno o più gruppi OH dato che questi hanno una larga banda di assorbimento nella parte piu vicina al vicino IR....
Un esempio potrebbe essere il glucosio ma devo controllare che il coefficente di estinsione molare sia alto in buona parte dello spettro...(il coefficente di estinsione molare cambia da lunghezza d'onda a lunghezza d'onda...non è fisso!)

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hai considerato il fatto che la finestra assorbendo la radiazione si riscalda?? una finestra esposta al sole per molto tempo penso che aumenterebbe molto la temperatura!

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CAVOLO non pensavo che c'è già il glicole etilenico che ha gruppi OH e sopratutto che c'è l'acqua!! Tutte e due le sostanze assorbono all'IR ma magari non molto....Soprattutto perchè sono simmetriche!

[Michele]

Si, scusa. Lì mi sono espresso male. Avevop capito il discorso della concentrazione inversamente proporzionale all'assorbanza nel campo di lunghezza d'onda di interesse. Scusami.

Su una tabellina che lessi in dipartimento, mi parve di vedere che ci sono molecole con gruppi CH2 o NH2 (non ricordo e chiedo venia se sto dicendo una baggianata) che assorbono in quel range lì, tra i 700 e 1400 nm.

Ho continuato a cercare un pò su internet ma non ho trovato molto a riguardo. Ti posso assicurare che l'essere ignorante in materia e avere queste piccole nozioni non è neanche sufficiente per trovare sul web

Per quanto riguarda lo spettro, e come avrai potuto vedere anche dalla spettrofotometia postata precedentemente, il liquido abbatte quasi totalmente dopo i 1400 nm, quando l'uintegrale della radiazione solare incide poi poco. Cioè, il liquido si comporta bene, ma questo non è il massimo.

Ho pensato anche al fatto che il liquido, riscarbandosi e avendo sicuramente un coefficiantedi assorbimento più alto, sicuramnte in parte cederà calore verso l'interno. Purtroppo non ho avuto modo di analizzare bene lo spettro della riflettanza per mancanza di una sfera integratrice.
Trasmittanza + riflettanza + assorbanza = 1.
Quindi conoscendo anche la riflettanza avrei potuto conosce anche l'assorbanza. Ma da quel che so non è un parametro particolarmente influente.

Aspetto di avere conferme per quanto riguarda i gruppi CH2 o NH2.

Ciao e ancora grazie.
Mi stai dando una grande mano, e non immagini quanto.

[Chimico]

sinceramente ti dico che non so se assorbono a quelle lunghezze d'onda perchè non ho mai usato spettri che riguardano quella regione...